Реконструкция доминантного состава "янтарного леса" по растительным включениям в сукцините

Реконструкция доминантного состава "янтарного леса" по растительным включениям в сукцините. Туркин Николай  Иванович. : диссертация ... кандидата  биологических наук : 03.00.05.- Калининград, 2003.- 121 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-3/1096-8

 

Введение

Актуальность темы.

 В Калининградской области  находится крупнейшее в мире  месторождение янтаря. Балтийский  янтарь (сукцинит) и продукты его  переработки используются не  только как материал для изготовления  украшений, но и в приборостроении  в качестве изолятора, в сельском  хозяйстве как биогенный стимулятор, в медицине, а также для изготовления  лаков и в других областях. Наибольший научный и коммерческий  интерес, который в последние  годы заметно вырос во всем  мире, представляет янтарь с биологическими  включениями. Однако данные по  количественному анализу растительных  включений в балтийском янтаре  фрагментарны и противоречивы,  что в итоге привело к появлению  в литературе представления о  значительном превышении числа  животных включений над растительными.

В литературе также нет единого  мнения и по вопросу о таксономической  принадлежности растений, смола которых  превратилась в балтийский янтарь. Если с конца девятнадцатого века в качестве таких смолопродуцирующих растений долгое время рассматривали несколько видов Pinus и один вид Picea или только Pinus, то в последние десятилетия появилось сразу несколько различных гипотез. Ряд авторов в качестве смолопродуцирующих растений рассматривает деревья из рода Agathis. По данным других исследователей балтийский янтарь произошел из смолы нескольких родов хвойных растений одновременно, или даже одновременно из нескольких родов хвойных и Rosaceae . Существуют гипотезы, где в качестве растительных источников сукцинита обсуждают Cupressospermum saxonicum, Cedrus, Pseudolarix или растения, имеющие общие черты с Pinaceae и Araucariaceae.

В настоящее время также отсутствует  единое мнение о доминантном составе  «янтарного леса». Одни гипотезы не допускают  возможности совместного произрастания хвойных и лиственных видов, согласно другим гипотезам, допускается наличие смешанных лесов, но при этом выделяют несколько типов «янтарного леса». Обычно это участки хвойного леса, которые располагались на более высоких элементах рельефа или их северных склонах, а смешанный лес встречался на равнинах или южных элементах рельефа. При этом смешанный лес был сосново-пальмовый, сосново-дубовый или сосново-твердолистный, а, может быть, и другого состава, либо имел большее количество доминантов.

Одним из продуктивных подходов к  решению этой проблемы, на наш взляд, является исследование включений в смолах современных деревьев, относящихся к семейству Pinaceae. К сожалению, таких работ не много и посвящены они животным объектам. Данных по растительным включениям в современных смолах в известной нам литературе нет.

Таким образом, актуальность темы определяется слабой изученностью растительных включений  в балтийском янтаре, усугубляющейся появлением в литературе неточностей, в том числе, и противоречивых данных по количественному составу  растительных включений, а также  по реконструкции «янтарного леса»  и о таксономической принадлежности растений, смола которых со временем превратилась в сукцинит.

Цель и задачи исследования.

 Целью нашей работы явилось  выявление доминантного состава  растительности «янтарного леса». 

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Выяснить особенности захоронения  растительных объектов в сукцините  и в современных смолах Pinus sylvestris и Picea abies.

2. Оценить количество растительных  включений в сукцините и в  современных смолах Pinus sylvestris и Picea abies.

3. Сравнить древесины из сукцинита  и современных хвойных.

4. Дать анализ растительности  «янтарного леса». 

Диссертация выполнялась в рамках важнейшей научно-исследовательской  работы «Исследование биологических  включений в балтийском янтаре», проводимой Калининградским госуниверситетом на основе государственного контракта  № ГР 01200005450 с администрацией Калининградской  области.

Научная новизна.

Подтверждена гипотеза К. Шуберта (Schubert, 1961) о происхождении сукцинита из смолы сосен (Pinus). Впервые показано, что растения, смола которых превратилась в балтийский янтарь, произрастали совместно с дубом (Quercus) не на отдельных участках, а на всем протяжении «янтарного леса». Впервые всесторонне показано соотношение растительных, а также растительных и животных включений в балтийском янтаре. Впервые проведен анализ состава растительных включений в смолах современных Pinus sylvestris и Picea abies. Выявлены закономерности захоронения растительных включений в балтийском янтаре и в современных смолах сосны и ели.

 

Практическая значимость.

Метод идентификации ископаемых смолопродуцирующих растений по естественным тангентальным срезам древесины, а также выявленные закономерности захоронения растительных включений в современных смолах и балтийском янтаре, могут быть использованы для определения растительных источников различных янтарей и ископаемых смол, а также для оценки стоимости и подлинности инклюзосодержащего сукцинита. Результаты диссертации вошли в отчет по государственному контракту «Исследование биологических включений в балтийском янтаре», внедрены на ГУЛ «Калининградский янтарный комбинат» для определения редкости включений, в учебный процесс по курсу «Геоботаника», при проведении летних полевых практик студентов. Ряд материалов передан в администрацию Калининградской области для принятия решений о развитии янтарной отрасли.

 

Положения, выносимые на защиту.

1. Предложенный в работе метод  идентификации ископаемых смолопродуцирующих растений по естественным тангентальным срезам древесины может быть использован для определения растительных источников янтарей и ископаемых смол.

2. Исследование естественных тангентальных срезов древесины подтверждает гипотезу К. Шуберта о происхождении балтийского янтаря из смолы Pinus.

3. Среди растительных включений  в балтийском янтаре чаще всего  встречаются споры и пыльца, фрагменты  коры и древесины, а также  звездчатые волоски дуба. Среди  аттрактивных растительных включений частота встречаемости уменьшается в следующем порядке: почечные чешуи дуба, фрагменты цветков, побеги кипарисовых, прочие почечные чешуи, цветки дуба, цветки каштана, печеночные мхи, прилистники дуба, зеленые мхи.

4. Выявленные закономерности захоронения  растительных включений в балтийском  янтаре позволяют утверждать, что  растения, из смолы которых образовался  балтийский янтарь, произрастали  совместно с дубом не на  отдельных участках, а на всем  протяжении «янтарного леса».

 

 

 

Выводы

В результате проведённых в диссертационной  работе исследований нами сформулированы следующие выводы.

1. Анализ анатомического строения  естественных тангентальных срезов древесины из балтийского янтаря позволяет их идентифицировать как относящихся к роду Pinus, что подтверждает гипотезу К. Шуберта о происхождении сукцинита из смолы сосен, поскольку тангентальные срезы древесины в смолах наиболее адекватно отражают принадлежность ткани к смолопродуцирующему растению.

2. В современных смолах Pinus sylvestris и Picea abies животные (менее 15%) встречались существенно реже фрагментов растений (более 85%), при этом среди последних чаще всего обнаруживались кусочки коры и древесины, части таллома лишайника, почечные чешуи, а также хвоя ели и сосны соответственно, то есть те растительные включения, которые находились в непосредственной близости от смолы. Поэтому отсутствие хвои ели в сукцините исключает деревья этого рода как растительный источник балтийского янтаря.

3. Содержание слоистого сукцинита  уменьшалось от 80,3% до 32,2% при увеличении  веса фракций от 0,7 г до 22,4 г,  что, по-видимому, связано с особенностями  выделения первичной живицы.

4. Среди биологических включений в балтийском янтаре содержание животных включений составило 4,4%, а растительных 95,6%, при этом чаще всего встречаются споры и пыльца, фрагменты коры и древесины и звездчатые волоски дуба, а среди аттрактивных растительных включений частота встречаемости уменьшается в ряду: почечные чешуи дуба, фрагменты цветков, побеги кипарисовых, прочие почечные чешуи, цветки дуба, цветки каштана, печеночные мхи, прилистники дуба, зеленые мхи.

5. Количество звездчатых волосков  побегов дуба в кусках сукцинита  увеличивается при наличии животных  и особенно аттрактивных расти-тельных включений, а также при увеличении веса кусков, в отличии от относительного  содержания волосков (шт./100 г), находящегося в обрат-ной зависимости от веса кусков.

6. Количество звездчатых волосков  дуба в кусках сукцинита с  аттрактивными растительными включениями уменьшается в ряду: почечные чешуи дуба, побеги кипарисовых, цветки дуба, прочие почечные чешуи, цветки каштана, прочие цветки, листья, печеночные мхи.

7. Количество кусков сукцинита  со звездчатыми волосками побегов  дуба увеличивается при возрастании  (от 1 до 60 г) веса камней, наличия  животных и особенно аттрактивных растительных включений, достигая соответственно 95,2 и 96,4% от слоистого янтаря крупной фракции.

8. Высокое содержание кусков  сукцинита со звездчатыми волосками  побегов дуба при анализе крупных  образцов (от 15 до 60 г) с биологическими  включениями указывает не только  на широкое распространение дубов,  но и на то, что смолоносные  растения произрастали совместно  с дубом не на отдельных  участках, а на всем протяжении  «янтарного леса». 

 

Заключение

Обобщая вышеизложенное, можно сделать  заключение, что растительных включений  в балтийском янтаре и современных  смолах Pinus sylvestris и Picea abies существенно больше, чем животных объектов. При этом в сукцините наиболее часто встречаются споры и пыльца, фрагменты коры и древесины и звездчатые волоски дуба, а среди аттрактивных растительных включений -почечные чешуи и цветки дуба, цветки каштана, прочие почечные чешуи и цветки, побеги кипарисовых и мхов.

Наши исследования показали, что  при увеличении веса кусков до 15 - 60 г„ а также при наличии животных и особенно аттрактивных растительных включений, количество кусков сукцинита со звездчатыми волосками дуба достигает 96,4%. Это указывает на то, что при условиях благоприятных для захоронения звездчатых волосков, последние встречаются практичес-ки во всех крупных кусках слоистого сукцинита. С учетом того, что в балтийском янтаре встречается также большое количество почечных чешуй, цветков, прилистников дуба и много звездчатых волосков в кусках, без аттрактивных включений дуба, то можно говорить о деревьях рода Quercus, как об одном из доминантов «янтарного леса». Причем дубы встречались не только по окраинам, равнинам, или отдельным локальным участкам в «янтарном лесу», но и на всем протяжении произрастания деревьев, смола которых превратилась в балтийский янтарь.

Исследование естественных тангентальных срезов древесины из сукцинита и из современных хвойных Pinus sylvestris, Picea abies и Larix sibirica позволило идентифицировать первую, как относящуюся к роду Pinus, и тем самым подтвердить гипотезу К. Шуберта (Schubert, 1961) о происхождении балтийского янтаря из смолы Pinus succinifera (Conw.) Schub. С учетом огромного количества сукцинита в разведанных месторождениях, относительно короткий период существования и ограниченность площади янтарного леса», можно говорить о соснах как об одном из доминантов «янтарного леса».

 

«Янтарный» лес.

Сребродольский Б. И.

Признав растительное происхождение  янтаря, ученые по растительным фрагментам, заключенным в нем и во вмещающих  породах, стараются полнее воссоздать облик того таинственного «янтарного»  леса, который занимал территории нынешней Скандинавии, Карелии, Кольского  полуострова. Природа этой области, именуемой Фенноскандией, в настоящее время не имеет ничего общего с богатой природой третичного времени. Сейчас здесь холодно. Погодные условия короткого полярного лета вызывают к жизни лишь скудную растительность. И только богатое воображение да фактический материал, обнаруженный в янтаре, позволяют представить, что за лес произрастал на этой территории 50-40 млн. лет назад.

Климат на севере Европы был гумидным, теплым, с четкой дифференциацией на сухие и влажные периоды года. В общих чертах он напоминал современный климат южной части Европы и субтропиков. Среднегодовая температура не опускалась ниже 18° С. Она благоприятствовала существованию весьма богатой фауны. Освещенность в глубине леса была относительно невелика, так как сомкнувшиеся кроны высоких деревьев пропускали немного света к нижним ярусам. Часть солнечного света попадала под кроны деревьев в виде отраженных лучей от листьев с блестящей поверхностью. Однако, несмотря на это, до почвы все же доходило мало света. Проникновению солнечных лучей к поверхности почвы препятствовали живущие на стволах и ветвях растения. Лесные почвы песчанистые, покрыты слоем почвенной подстилки, мягкие. Воздух сильно насыщен водяными парами, поднимавшимися с влажной земли. В таком климате развивается пышная растительность.

«Янтарный» лес - сложнейшее растительное сообщество. Его не могут охарактеризовать даже самые подробные описания. Особо  следует подчеркнуть видовое  разнообразие растений. Из деревьев преобладали  сосны, они составляли около 70% всех встречавшихся в лесу видов высших растений. Украинский исследователь  С. Я. Парамонов полагает, что их насчитывалось  до 20 видов. Наиболее многочисленны  были виды, объединенные названием  «пинус сукцинифера» - сосна янтареносная. Внешне их едва ли можно отличить от южных видов этого дерева, что и поныне произрастают у нас на Черноморском побережье Кавказа. Местами на песчаных почвах росли сплошные сосновые леса.